Устройство для дозирования сыпучего материала и его равномерного распределения по преимущественно горизонтальной поверхности Российский патент 2024 года по МПК G01F11/28 B07B13/16 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для дозирования сыпучего материала и его равномерного распределения по горизонтальной поверхности, например при производстве литьевых форм из холодно-твердеющих смесей (ХТС), трехмерной послойной печати с помощью спекания порошка (SLS).

Известен распределитель смесей, содержащий неподвижную конструкцию с распределительной поверхностью, на которую опирается форма, полый протяженный корпус, выполненный с возможностью перемещения над указанной поверхностью и содержащий бункер с разгрузочным окном в нижней части, размещенный над продольно ориентированной транспортной лентой (см. RU № 2297323, МПК В28 В 13/00, дата публикации 20.04.2007 г.).

Распределитель смесей отличается высокими массогабаритными характеристиками и предназначен для заполнения и распределения смеси, состоящей из агломерированного керамического или каменного материала в корытообразной форме, помимо которой необходимо дополнительно использовать съемную сдерживающую раму или борта.

В качестве ближайшего аналога принято устройство для дозирования сыпучего материала и его равномерного распределения по горизонтальной поверхности, содержащее полый протяженный корпус, выполненный с возможностью перемещения над указанной поверхностью, в нижней части которого выполнено разгрузочное окно, сообщенное с продольно ориентированным дозатором, при этом в полости корпуса установлен продольный скребковый конвейер с плоскостями движения внешних кромок скребков, ориентированными горизонтально, выше которого расположено поперечное выпускное отверстие бункера-накопителя (см. RU № 2604610, МПК E01C 19/20, Е01Н 10/00, А01С 15/18, дата публикации 10.12.2016).

Однако прототип осуществляет точечный выпуск гранулированного материала без его распределения по поверхности.

Задачей, на решение которой направлено разработанное техническое решение, является разработка устройства, которое отличается:

- удобством и простотой обслуживания;

- низкими массогабаритными характеристиками.

Технический результат, получаемый при решении поставленной задачи, выражается в следующем:

- повышение точности дозирования сыпучего материала;

- обеспечение более равномерного распределения сыпучего материала вдоль линии фиксированной длины;

- расширение функциональных возможностей;

- автоматизация процесса очистки сыпучего материала от крупных включений;

- минимизация слеживания сыпучего материала;

- оптимизация по времени процесса загрузки сыпучего материала.

Поставленная задача решается тем, что устройство для дозирования сыпучего материала и его равномерного распределения по горизонтальной поверхности, содержащее полый протяженный корпус, выполненный с возможностью перемещения над указанной поверхностью, в нижней части которого выполнено разгрузочное окно, сообщенное с продольно ориентированным дозатором, при этом в полости корпуса установлен продольный скребковый конвейер с плоскостями движения внешних кромок скребков, ориентированными горизонтально, выше которого расположено поперечное выпускное отверстие бункера-накопителя, отличается тем, что в полости корпуса между обращенными друг к другу торцами корпуса и продольного скребкового конвейера с уклоном в сторону указанного торца продольного скребкового конвейера установлена поперечная стенка для загрузки сыпучего материала, боковые кромки которой присоединены к продольным стенкам корпуса, а нижняя часть огибает по периметру нижнюю часть указанного торца продольного скребкового конвейера, выполненного с возможностью движения верхней ветви в сторону указанной стенки, причем ниже продольного скребкового конвейера, параллельно плоскостям движения внешних кромок скребков в полости корпуса установлен просеивающий элемент, под которым расположена наполняемая часть полости корпуса, сообщенная с дозатором, выполненным с возможностью регулирования расхода сыпучего материала через разгрузочное окно, выполненное в форме продольной щели и размещенным на участке между центральными осями шкивов продольного скребкового конвейера.

Кроме того, внешняя поперечная стенка бункера-накопителя образует с поперечной стенкой для загрузки сыпучего материала единую поверхность.

Кроме того, в полости корпуса установлены поперечные стенки, боковые кромки которых присоединены к продольным стенкам корпуса, причем одна поперечная стенка размещена под поперечной стенкой для загрузки сыпучего материала, а другая под продольным скребковым конвейером и у ее внешней поверхности установлен датчик переполнения.

Кроме того, устройство выполнено с возможностью изменения расстояния между поперечными стенками в полости корпуса.

Кроме того, устройство выполнено с возможностью изменения расстояния между просеивающим элементом и дозатором.

Кроме того, в наполняемой части полости корпуса расположен продольно ориентированный элемент для изменения характера течения сыпучего материала и очищения стенок корпуса после его опорожнения.

Сопоставительный анализ признаков заявляемого решения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявляемого решения критерию «новизна».

При этом отличительные признаки формулы обеспечивают решение следующих функциональных задач.

Признаки «в полости корпуса между обращенными друг к другу торцами корпуса и продольного скребкового конвейера с уклоном в сторону указанного торца продольного скребкового конвейера установлена поперечная стенка для загрузки сыпучего материала, боковые кромки которой присоединены к продольным стенкам корпуса», а также признак второго зависимого пункта формулы способствуют более эффективному поступлению сыпучего материала в полость корпуса, которое не зависит от расположения выпускного отверстия бункера-накопителя относительно продольного скребкового конвейера.

Признаки «нижняя часть поперечной стенки для загрузки сыпучего материала огибает по периметру нижнюю часть указанного торца продольного скребкового конвейера, выполненного с возможностью движения верхней ветви в сторону указанной стенки» позволяют организовать перемещение сыпучего материала от поперечной стенки для его загрузки с помощью нижней ветви продольного скребкового конвейера.

Признаки «ниже продольного скребкового конвейера, параллельно плоскостям движения внешних кромок скребков в полости корпуса установлен просеивающий элемент, под которым расположена наполняемая часть полости корпуса» в процессе движения скребков обеспечивают непрерывное, постепенное, последовательное (что позволяет оптимизировать по времени процесс загрузки сыпучего материала) и дозированное (за счет постоянной величины зазора между скребками) поступление сыпучего материала в наполняемую часть полости корпуса при одновременном просеивании, которое способствует минимизации слеживания сыпучего материала, а также отделению крупных включений и их автоматическому удалению в процессе перемещения скребков.

Признаки «наполняемая часть полости корпуса сообщена с дозатором, выполненным с возможностью регулирования расхода сыпучего материала через разгрузочное окно, выполненное в форме продольной щели и размещенным на участке между центральными осями шкивов продольного скребкового конвейера», а также признак первого зависимого пункта формулы приводят к следующему:

- способствуют повышению точности дозирования сыпучего материала;

- позволяют выгрузить порцию сыпучего материала в виде равномерного слоя;

- обеспечивают более равномерное распределение сыпучего материала вдоль линии фиксированной длины.

Признаки третьего зависимого пункта формулы позволяют оптимизировать размер порции сыпучего материала за счет контроля заполнения наполняемой части полости корпуса на участке между указанными поперечными стенками.

Признаки четвертого и пятого зависимых пунктов формулы обеспечивают расширение функциональных возможностей, поскольку помимо стандартных скорости и направления перемещения устройства, а также скорости движения ветвей продольного скребкового конвейера позволяют дополнительно варьировать размер порции сыпучего материала.

Признаки шестого зависимого пункта формулы обеспечивают удобство и простоту обслуживания устройства.

На фиг. 1 приведен продольный разрез устройства.

На фиг. 2 изображен дальний от поперечной стенки торец устройства в зоне над наполняемой частью полости корпуса.

На фиг. 3 изображен поперечный разрез устройства.

На чертежах показаны корпус 1, его дозатор 2 и разгрузочное окно 3, продольный скребковый конвейер 4 и его скребки 5, бункер-накопитель 6 и его выпускное отверстие 7 и внешняя поперечная стенка 8, поперечная стенка 9 для загрузки сыпучего материала, просеивающий элемент 10, наполняемая часть 11 полости корпуса 1, центральные оси 12 шкивов продольного скребкового конвейера 4, поперечные стенки 13, датчик переполнения 14.

Заявляемое устройство содержит полый протяженный корпус 1, выполненный с возможностью перемещения над горизонтальной поверхностью (на чертежах не показана) перпендикулярно плоскости его продольных стенок.

При этом в полости корпуса 1 размещены следующие конструктивные элементы:

- продольный скребковый конвейер 4, выполненный ленточным с плоскостями движения внешних кромок скребков 5, ориентированными горизонтально, выше которого расположено поперечное выпускное отверстие 7 бункера-накопителя 6;

- между обращенными друг к другу торцами корпуса 1 и продольного скребкового конвейера 4 с уклоном в сторону указанного торца продольного скребкового конвейера 4 и с образованием единой поверхности с внешней поперечной стенкой 8 бункера-накопителя 6 установлена поперечная стенка 9 для загрузки сыпучего материала, боковые кромки которой присоединены к продольным стенкам корпуса 1, а нижняя часть огибает по периметру нижнюю часть указанного торца продольного скребкового конвейера 4;

- ниже продольного скребкового конвейера 4, выполненного с возможностью движения верхней ветви в сторону поперечной стенки 9 для загрузки сыпучего материала, и параллельно плоскостям движения внешних кромок скребков 5 установлен просеивающий элемент 10, под которым расположена наполняемая часть 11 полости корпуса 1;

- в наполняемой части 11 полости корпуса 1 установлены поперечные стенки 13, боковые кромки которых присоединены к продольным стенкам корпуса 1, причем одна поперечная стенка 13 размещена под поперечной стенкой 9 для загрузки сыпучего материала, а другая поперечная стенка 13 расположена под продольным скребковым конвейером 4 и у ее внешней поверхности установлен датчик переполнения 14, причем устройство выполнено с возможностью изменения расстояния между поперечными стенками 13 и/или расстояния между просеивающим элементом 10 и дозатором 2;

- в наполняемой части 11 полости корпуса 1 дополнительно может быть установлен продольно ориентированный элемент (на чертежах не показан) для изменения характера течения сыпучего материала и очищения стенок корпуса после его опорожнения.

Наполняемая часть 11 полости корпуса 1 сообщена с продольно ориентированным дозатором 2, выполненным с возможностью регулирования расхода сыпучего материала через разгрузочное окно 3, выполненное в форме продольной щели и размещенным на участке между центральными осями 12 шкивов продольного скребкового конвейера 4.

Заявляемое устройство работает следующим образом.

Предварительно настраивают параметры работы устройства (такие как скорость и направление перемещения устройства, скорость продольного скребкового конвейера, размер порции и расход сыпучего материала, ширина и толщина насыпаемого слоя).

Дозирование и распределение сыпучего материала осуществляют в процессе перемещения устройства над горизонтальной поверхностью.

Сыпучий материал из бункера-накопителя 6 через поперечное выпускное отверстие 7 с помощью верхней ветви продольного скребкового конвейера 4 поступает в пространство между торцом продольного скребкового конвейера 4 и поперечной стенкой 9 для загрузки сыпучего материала.

Далее сыпучий материал в процессе перемещения продольным скребковым конвейером 4 просеивается через просеивающий элемент 10 и попадает в пространство между поперечными стенками 13 в наполняемой части 11 полости корпуса 1.

При заполнении пространства между поперечными стенками 13 в наполняемой части 11 полости корпуса 1 по сигналу датчика переполнения 14 движение продольного скребкового конвейера 4 временно останавливается и через разгрузочное окно 3 дозатора 2 происходит выгрузка порции сыпучего материала на поверхность в виде равномерного слоя.

Заявляемое устройство позволяет:

- полностью израсходовать порцию сыпучего материала при его выгрузке и как следствие опорожнить корпус при формировании одного слоя, что минимизирует слеживание, снижает носимую массу, облегчает воздействие на текучесть сыпучего материала и упрощает очистку;

- раздельно регулировать просеивание, дозирование, объем и параметры течения сыпучего материала при его нанесении с помощью конструктивно отдельных приспособлений;

- минимизировать мощность вибрационного или иного воздействия на сыпучий материал для изменения характера его течения за счет малого объема сыпучего материала в дозаторе.

Предложенное изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для дозирования сыпучего материала и его равномерного распределения по преимущественно горизонтальной поверхности, например при производстве литьевых форм из холодно-твердеющих смесей (ХТС), трехмерной послойной печати с помощью спекания порошка (SLS). Устройство для дозирования сыпучего материала и его равномерного распределения по горизонтальной поверхности содержит полый протяженный корпус, выполненный с возможностью перемещения над указанной поверхностью, в нижней части которого выполнено разгрузочное окно, сообщенное с продольно ориентированным дозатором. В полости корпуса установлен продольный скребковый конвейер с плоскостями движения внешних кромок скребков, ориентированными горизонтально, выше которого расположено поперечное выпускное отверстие бункера-накопителя. В полости корпуса между обращенными друг к другу торцами корпуса и продольного скребкового конвейера с уклоном в сторону указанного торца продольного скребкового конвейера установлена поперечная стенка для загрузки сыпучего материала, боковые кромки которой присоединены к продольным стенкам корпуса, а нижняя часть огибает по периметру нижнюю часть указанного торца продольного скребкового конвейера, выполненного с возможностью движения верхней ветви в сторону указанной стенки. Ниже продольного скребкового конвейера, параллельно плоскостям движения внешних кромок скребков, в полости корпуса установлен просеивающий элемент, под которым расположена наполняемая часть полости корпуса, сообщенная с дозатором, выполненным с возможностью регулирования расхода сыпучего материала через разгрузочное окно, выполненное в форме продольной щели, и размещенным на участке между центральными осями шкивов продольного скребкового конвейера. Технический результат - повышение точности дозирования сыпучего материала с обеспечением более равномерного распределения сыпучего материала вдоль линии фиксированной длины, автоматизация процесса очистки сыпучего материала от крупных включений и минимизация слеживания сыпучего материала. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для дозирования сыпучего материала и его равномерного распределения по горизонтальной поверхности, содержащее полый протяженный корпус, выполненный с возможностью перемещения над указанной поверхностью, в нижней части которого выполнено разгрузочное окно, сообщенное с продольно ориентированным дозатором, при этом в полости корпуса установлен продольный скребковый конвейер с плоскостями движения внешних кромок скребков, ориентированными горизонтально, выше которого расположено поперечное выпускное отверстие бункера-накопителя, отличающееся тем, что в полости корпуса между обращенными друг к другу торцами корпуса и продольного скребкового конвейера с уклоном в сторону указанного торца продольного скребкового конвейера установлена поперечная стенка для загрузки сыпучего материала, боковые кромки которой присоединены к продольным стенкам корпуса, а нижняя часть огибает по периметру нижнюю часть указанного торца продольного скребкового конвейера, выполненного с возможностью движения верхней ветви в сторону указанной стенки, причем ниже продольного скребкового конвейера, параллельно плоскостям движения внешних кромок скребков, в полости корпуса установлен просеивающий элемент, под которым расположена наполняемая часть полости корпуса, сообщенная с дозатором, выполненным с возможностью регулирования расхода сыпучего материала через разгрузочное окно, выполненное в форме продольной щели, и размещенным на участке между центральными осями шкивов продольного скребкового конвейера.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что внешняя поперечная стенка бункера-накопителя образует с поперечной стенкой для загрузки сыпучего материала единую поверхность.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в полости корпуса установлены поперечные стенки, боковые кромки которых присоединены к продольным стенкам корпуса, причем одна поперечная стенка размещена под поперечной стенкой для загрузки сыпучего материала, а другая под продольным скребковым конвейером и у ее внешней поверхности установлен датчик переполнения.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что устройство выполнено с возможностью изменения расстояния между поперечными стенками в полости корпуса.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что устройство выполнено с возможностью изменения расстояния между просеивающим элементом и дозатором.

6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в наполняемой части полости корпуса расположен продольно ориентированный элемент для изменения характера течения сыпучего материала и очищения стенок корпуса после его опорожнения.